1 Izbor sirove gume
Gumena brtva pločastog izmjenjivača topline u isto vrijeme na plinskoj strani visoke temperature, vodenoj strani na ulozi visokog tlaka, a također imaju kontakt sa zrakom, radni uvjeti su zahtjevniji. Prema tome, materijal bi trebao biti vrlo otporan na toplinsku kompresiju i može izdržati medij vode i njezine pare. U takvim uvjetima treba odabrati maseni udio propilena od 40% ~ 50% EPDM, jer je ovaj tip EPDM elastičnosti najbolji.
EPDM s visokim masenim udjelom trećeg monomera ima dobru elastičnost i nisku kompresiju; međutim, zbog visokog stupnja poprečnog povezivanja, vlačna čvrstoća i istezanje pri prekidu su manji, a otpornost na starenje je također loša. Osim toga, otpornost na starenje EPDM-a s ENB-om kao trećim monomerom bolja je od otpornosti EPDM-a s HD-om.
2 Sustav stvrdnjavanja
Općenito, EPDM guma može se vulkanizirati s dvije vrste vulkanizacijskih sustava: peroksidnom i sumporno žutom vulkanizacijom. Struktura umrežene veze sustava vulkanizacije peroksida je CC veza, dok je struktura umrežene veze sustava vulkanizacije sumpora CS veza. CC veza je mnogo toplinski stabilnija od CS veze, pa je EPDM guma otporna na visoke temperature vulkanizirana peroksidom. Najrašireniji peroksid je DCP. S povećanjem doze DCP-a, vulkanizirana guma se postupno transformira od početne nedovoljne sumporizacije, niske čvrstoće i velike deformacije do povećanja čvrstoće i smanjenja deformacije; tada se stupanj vulkanizacije dodatno povećava, čvrstoća počinje opadati, a deformacija doseže minimum; konačno, nakon viška sredstva za vulkanizaciju, dio molekularnog lanca počinje prekidati degradaciju lanca, snaga nastavlja opadati, a deformacija se postupno povećava.
3. Punilo
EPDM pripada nekristalnoj gumi, čvrstoća sirove gume nije visoka. Ali nakon dodavanja punila za ojačanje, čvrstoća se znatno povećava. Ojačavajuća punila općenito imaju mali učinak na otpornost na toplinu, ali povećanje količine punila ipak pomaže poboljšati otpornost gume na toplinu, ali i smanjiti troškove.
Kako se stupanj čađe povećava, tlačni set se smanjuje, elastičnost se povećava, a čvrstoća opada. Čvrstoća čađe N990 je preniska i teško ju je kontrolirati u proizvodnji, pa se ne koristi. Odabirom čađe N762 može se postići niska zadana vrijednost kompresije. Kako biste olakšali disperziju čađe i dobili dobre performanse obrade, odaberite malu količinu plastifikatora parafinskog ulja, koje je vrlo kompatibilno s etilen propilen gumom.
4. Sredstvo za umrežavanje
Ne postoji nezasićena veza na glavnom lancu EPDM-a, iako se može koristiti vulkanizacija peroksidom, ali brzina vulkanizacije je spora, učinkovitost umrežavanja je niska. Kako bi se stabilizirao i ubrzao proces vulkanizacije, potrebno je koristiti sredstvo za umrežavanje. Obrađeni TAC/GR bolji je za disperziju i vaganje.
S povećanjem količine TAC/GR vlačna čvrstoća, istezanje pri prekidu i tlačna trajna deformacija vulkanizirane gume se smanjila, a MH vrijednost konstantnog vlačnog naprezanja porasla. Može se vidjeti da je gustoća umreženja vulkanizirane gume poboljšana, mehanička svojstva su smanjena, ali je elastičnost postala veća. U isto vrijeme, ML vrijednost se smanjila, što ukazuje da se Mooneyeva viskoznost smanjila, fluidnost gume je povećana, i da se lako obrađuje; ts1 je u osnovi nepromijenjen, a vrijednost t 90 je skraćena, a brzina vulkanizacije je očito poboljšana. Učinkovitost starenja bila je lošija s 1,5 phr TAC/GR. To može biti zbog prisutnosti pomoćnog sredstva za umrežavanje, aktiviranja procesa vulkanizacije peroksida, skraćivanja vremena vulkanizacije, smanjenja mogućnosti loma molekularnog lanca gume i disproporcioniranja na visokoj temperaturi. Kada je količina prevelika, ona pojačava umrežavanje gume kod starenja i smanjuje otpornost EPDM-a na toplinu. Nakon usporedbe, trajna deformacija kompresije bolja je pri 2 phr, a otpornost na toplinu nije mnogo žrtvovana, pa se TAC/GR koristi pri 2 phr.
5.Antioksidans
EPDM se može koristiti dugo vremena na 150 ℃ , ali iznad 150 ℃ , molekule počinju postupno stariti, a na 180 ℃ , gumeni molekularni lanac će se polako razgraditi. Kako bi se dodatno poboljšala njegova učinkovitost pri visokim temperaturama, potrebno je koristiti zaštitne aditive. U slučaju medija vodene pare može se koristiti antioksidans RD koji je otporan na visoke temperature, ali ne utječe lako na vulkanizaciju. Osim toga, 0,5 phr antioksidansa D može se koristiti za jačanje sposobnosti otpornosti na kisik u zraku i poboljšanje otpornosti na savijanje. Omjer RD/anti-butil = 1,8/0,5.
Zaključak
Razvoj visokoelastične EPDM gume otporne na vodenu paru na visokim temperaturama, fokus je na zadovoljavanju mehaničkih svojstava pod premisom maksimiziranja otpornosti na starenje i smanjenja vrijednosti trajne deformacije kompresije.
(1) Sirova EPDM guma odabrana je s 40% ~ 50% propilena i srednjim masenim udjelom ENB kao treći monomer.
( 2) Sustav vulkanizacije usvaja DCP/TAC, što pomaže u poboljšanju učinkovitosti umrežavanja, otpornosti na starenje i izvedbe procesa.
( 3) Koristite čađu N762 visoke elastičnosti što je više moguće, što može pomoći poboljšati otpornost na propusnost medija i performanse starenja, te može smanjiti troškove.
( 4) Usvojite zaštitni sustav antioksidansa RD/antioksidansa D, s visokotemperaturnim antioksidansom RD kao glavnim, i antioksidansom D otpornim na savijanje i otpornim na ozon kao pomoćnim.
( 5) Proizvodni proces usvaja visokotemperaturnu sekundarnu vulkanizaciju kako bi se povećao stupanj vulkanizacije.
(6) Učinkovitost EPDM-a u pregrijanoj vodi i vodenoj pari očito je bolja nego u zraku (ista temperatura). Ali čak i tako, njegova dugotrajna uporaba temperature još uvijek nije viša od 150 ℃ ; prikladna je temperatura udara od 165 ℃ , najviša ne smije premašiti 180 ℃.
